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SEW電機的工作原理為您解析

更新時間:2020-05-07      瀏覽次數:3297

SEW電機的工作原理為您解析
下面我們從SEW電機工作原理、軟件設計、驅動電路分析幾方面進行解析:
1. SEW電機的工作原理
該步進電機為一四相步進電機,采用單極性直流電源供電。只要對步進電機的各相繞組按合適的時序通電,就能使步進電機步進轉動。圖1是該四相反應式步進電機工作原理示意圖
SEW電機開始時,開關SB接通電源,SA、SC、SD斷開,B相磁極和轉子0、3號齒對齊,同時,轉子的1、4號齒就和C、D相繞組磁極產生錯齒,2、5號齒就和D、A相繞組磁極產生錯齒。
當開關SC接通電源,SB、SA、SD斷開時,由于C相繞組的磁力線和1、4號齒之間磁力線的作用,使轉子轉動,1、4號齒和C相繞組的磁極對齊。而0、3號齒和A、B相繞組產生錯齒,2、5號齒就和A、D相繞組磁極
產生錯齒。依次類推,A、B、C、D四相繞組輪流供電,則轉子會沿著A、B、C、D方向轉動。
SEW電機按照通電順序的不同,可分為單四拍、雙四拍、八拍三種工作方式。單四拍與雙四拍的步距角相等,但單四拍的轉動力矩小。八拍工作方式的步距角是單四拍與雙四拍的一半,因此,八拍工作方式既可以保持較高的轉動力矩又可以提高控制精度。
單四拍、雙四拍與八拍工作方式的電源通電時序與波形分別如圖、b、c所示:?]
SEW電機工作時序波形圖
SEW電機驅動器系統(tǒng)電路原理圖
T89C2051將控制脈沖從P1口的~輸出,經74LS14反相后進入9014,經9014放大后控制光電開關,光電隔離后,由功率管TIP122將脈沖信號進行電壓和電流放大,驅動步進電機的各相繞組。使步進電機隨著不同的脈沖信號分別作正轉、反轉、加速、減速和停止等動作。圖中L1為步進電機的一相繞組。AT89C2051選用頻率22MHz的晶振,選用較高晶振的目的是為了在方式2下盡量減小AT89C2051對上位機脈沖信號周期的影響。
SEW電機的RL1~RL4為繞組內阻,50Ω電阻是一外接電阻,起限流作用,也是一個改善回路時間常數的元件。D1~D4為續(xù)流二極管,使電機繞組產生的反電動勢通過續(xù)流二極管(D1~D4)而衰減掉,從而保護了功率管TIP122不受損壞。
在SEW電機外接電阻上并聯(lián)一個200μF電容,可以改善注入步進電機繞組的電流脈沖前沿,提高了步進電機的高頻性能。與續(xù)流二極管串聯(lián)的200Ω電阻可減小回路的放電時間常數,使繞組中電流脈沖的后沿變陡,電流下降時間變小,也起到提高高頻工作性能的作用。
SEW電機驅動方法,以消除力距不斷變化引起滯后角的問題。
電機驅動也廣泛應用到更多的領域中。比如說醫(yī)療儀器及設備、計算機外設及海量存儲設備、精密儀器、工業(yè)控制系統(tǒng)、辦公自動化、機器人等領域,特別適合要求運行平穩(wěn)、低噪音、響應快、使用壽命長、高輸出扭矩的應用場合。
SEW電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執(zhí)行機構。當步進驅動器接收到一個脈沖信號,它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度(稱為“步距角”),它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的??梢酝ㄟ^控制脈沖個數來控制角位移量,從而達到準確定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度,從而達到調速和定位的目的。
SEW電機細分驅動時,繞組電流不是一個方波而是階梯波,混合式步進電機額定電流是臺階式的投入或切除。比如:電流分成n個臺階,轉子則需要n次才轉過一個步距角,即n細分。
細分驅動主要的優(yōu)點是步距角變小,分辨率提高,且提高了電機的定位精度、啟動性能和高頻輸出轉矩;其次,減弱或消除了步進電機的低頻振動,降低了步進電機在共振區(qū)工作的幾率。可以說細分驅動技術是步進電機驅動器與控制技術的一個飛躍。
SEW電機一般的細分方法只改變某一相的電流,另一相電流保持不變。在O~45,Ia保持不變,Ib由O逐級變大;在45~90,Ib保持不變,Ia由額定值逐級變?yōu)?。該方法的優(yōu)點是控制較為簡單,在硬件上容易實現;但所合成的矢量幅值是不斷變化的,輸出力矩也跟著不斷變化,從而引起滯后角的不斷變化。

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